迁移率数据库

PanCo2024_MB是钴基合金迁移率数据库,与PanCo2024_TH热力学数据库兼容,适用于扩散模块,组织演化模块和/或凝固模块中模拟扩散控制现象。

本数据库评估了液相(Liquid),面心立方相(Fcc),体心立方相(Bcc)和密排六方相(Hcp)等固溶体相中的原子迁移率。

纯组元的自扩散系数

通常,元素的自扩散系数通过解析表达式来描述。对于稳定的晶体结构,可以基于实验数据获得这些表达式,而对于亚稳定/不稳定状态的表达式通常根据稳定状态的表达式估算获得。下表中,不同颜色代表的含义为:

  : 基于实验数据
  : 基于估算
  : 无数据
表 1:  具有不同晶体结构的纯组元的自扩散系数

优化的体系

本数据库不仅优化了上面表格中所列的自扩散系数,还包含了所有元素的杂质扩散数据。已有的二元和三元系统中的化学扩散系数数据也用于优化相互作用参数。针对Bcc和Fcc相优化后的二元体系和三元体系,如下表所列:

Fcc 相

Bcc 相

数据库的验证

模拟钴基合金的成分曲线以验证当前的钴基合金的迁移率数据库,下面是一些示例:

图 1:  Co0.5Ni0.5/Co0.75Cr0.25在1300°C保温50h的成分曲线 [2015Che]

图 2:  Co0.5Ni0.5/Cr0.4Ni0.6在1300°C保温50h的成分曲线 [2015Che]

图 3:  Co-10.5Cr/Co-4.5W (at.%)在1100°C保温120h的成分曲线[2015Che]

图 4:  Co-20.3Cr/Co-9.5W (at.%)在1100°C保温120h的成分曲线 [2014Zha]

[2014Zha] W. Zhang, et al., Experimental investigation and computational study of atomic mobility in fcc ternary Co-Cr-W alloys, Calphad, 45 (2014): 118-126.

[2015Che] J. Chen, et al., Atomic mobilities, interdiffusivities and their related diffusional behaviors in fcc Co-Cr-Ni alloys. Journal of Alloys and Compounds, 621 (2015): 428-433.